第十章界面化学-欢迎莅临烟台大学化学生物理工学院

第十章界面化学界面层的热力学)(n,p,TAGBs纯液体表面的热力学亚稳态（过冷、过热、过饱和）溶液界面的热力学附加压力饱和蒸汽压润湿作用毛细管现象纯液体表面的热力学（1）弯曲液面的附加压力rp2Laplace方程（球型弯曲液面）附加压力p总是指向球面的球心（或曲面的曲心)。（2）弯曲液面的饱和蒸气压RTMrpp*rBB2lnKelvein方程（“+”——球形液滴或毛细管中的凸液面；“-”——毛细管中的凹液面）（3）液体对固体的润湿作用沾附润湿浸渍润湿铺展润湿固体液体ΔGa,w＝σ(s/l)－［σ(s/g)+σ(l/g)］固体液体ΔGd,w＝σ(s/l)－σ(s/g)固体液体ΔGs,w＝［σ(s/l)+σ(l/g)］－σ(s/g))]l/g()s/l([)s/g(defs（4）润湿角及毛细管现象P(l/g)(s/l)(s/g)ONMO(l/g)(s/l)(s/g)cos习惯上90—润湿；90—不润湿；=0—完全润湿；=180—完全不润湿；hrRgRhBcos2——液体表面张力；B——液体体积质量；g——重力加速度。亚稳状态蒸气的过饱和现象——定温下，当蒸气分压超过该温度下的饱和蒸气压，而蒸气仍不凝结的现象。液体的过热现象——定压下，当液体的温度高于该压力下的沸点，而液体仍不沸腾的现象。溶液的过饱和现象——定温、定压下，当溶液中溶质的浓度已超过该温度、压力下的溶质的溶解度，而溶质仍不析出的现象。液体的过冷现象——定压下，当液体的温度已低于该压力下液体的凝固点，而液体仍不凝固的现象。溶液界面的热力学（1）溶液的表面张力溶液的表面张力与浓度的关系ⅠⅡⅢ{}{c}水中加无机酸、碱、盐等。水中加有机酸、醇、酯、醚、酮等。水中加入肥皂、合成洗涤剂等。（2）表面活性剂及其结构特征把能显著降低液体表面张力的物质称为该液体的表面活性剂。表面活性剂定义：一般水的表面活性剂都是由亲水性的极性基团（亲水基）和憎水性的非极性基团（亲油基）两部分构成。油酸表面活性剂的结构特征COO-CH3(CH2)7=CH(CH2)7H+表面活性剂结构：表面过剩物质的量sBBdefAnΓ吉布斯方程TaRTaΓBBBTcRTcΓBB界面层的动力学固体表面上的吸附作用多相催化反应动力学物理吸附与化学吸附物理吸附化学吸附吸附力分子间力化学键力吸附分子力多分子层或单分子层单分子层吸附温度低高吸附热小大吸附速率快慢吸附选择性无有Langmur吸附定温式bpbp1ΓpbΓΓp1(i)(ii)(iii)(iv)(v)产物扩散离开催化剂表面。多相催化反应基本步骤：多相催化反应机理：（1）L-H机理：假设表面反应是吸附在表面上的分子或原子之间进行的反应。例如，对表面双分子反应，机理为：表面反应控制产物吸附平衡*2*B*Aii*B*A*2BAi211-kkk(*——催化剂表面活性中心)（2）R-E机理假设表面反应在化学吸附的原子或分子与气相(或物理吸附)的分子间进行，催化剂表面活性中心表面反应控制产物吸附平衡**B*Aii*A*A)i(211-kkk对双分子反应，机理为：对单分子反应，机理为：（表面反应控制）吸附平衡*B*A*A*A211kkk